[发明专利]一种汽车万向节十字轴的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种汽车万向节十字轴的热处理工艺，将密封箱式多用炉升温至915℃±5℃后，把万向节十字轴置于炉内，炉温再升温至915℃±5℃时，碳势保持0.5％,均温10min，然后正式开始渗碳，渗碳温度915℃±5℃，渗碳碳势为1.15％，渗碳时间为160min；将渗碳后的万向节十字轴降温至860℃，调整碳势为0.95％，同时通入氨气，氨气流量为4‑6ml/min，均温10min，然后入油温为60‑80℃的淬火油淬火，并施以中速搅拌；淬火后万向节十字轴在170‑190℃的回火炉中进行100‑130min回火。通过提高渗碳和淬火的温度及碳势，加大冷却速度，在淬火温度持续阶段通入氨气，增加十字轴的淬硬性，提高了汽车万向节十字轴的性能。

技术领域

本发明涉及一种汽车万向节十字轴的热处理工艺，属于热处理技术领域。

背景技术

万向节十字轴是汽车万向节传动装置的关键零件，万向节十字轴必须具有良好的力学性能，这要求对万向节十字轴进行渗碳淬火热处理，以对其表面硬度、有效硬化层、心部硬度和金相组织进行控制，使其在服役条件下具有高的耐磨性和抗疲劳性能。

但是，万向节十字轴通常是采用低碳合金钢20Cr钢，经过传统的热处理工艺之后发现，万向节十字轴金相组织中残余奥氏体含量多，表面硬度和心部硬度都有待提高。

发明内容

本发明提供了一种汽车万向节十字轴的热处理工艺，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种汽车万向节十字轴的热处理工艺，包括：

渗碳步骤

将密封箱式多用炉升温至915℃±5℃后，把万向节十字轴置于炉内，炉温再升温至915℃±5℃时，碳势保持0.5％，均温10min，然后正式开始渗碳，渗碳温度915℃±5℃，渗碳碳势为1.15％，渗碳时间为160min；

淬火步骤

将渗碳后的万向节十字轴降温至860℃，调整碳势为0.95％，同时通入氨气，氨气流量为4-6ml/min，均温10min，然后入油温为60-80℃的淬火油淬火，并施以中速搅拌；

回火步骤

淬火后万向节十字轴在170-190℃的回火炉中进行100-130min回火。

一较佳实施例之中：淬火油淬火时的油温为70℃。

一较佳实施例之中：回火炉的温度是180℃，回火时间为120min。

一较佳实施例之中：汽车万向节十字轴经过热处理之后，金相组织为针状马氏体81％+残余奥氏体14％+少量细粒状碳化物5％。

一较佳实施例之中：汽车万向节十字轴经过热处理之后，表面硬度为60-61HRC，心部硬度为40HRC，渗碳层深度为0.6-0.8mm。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.渗碳设备采用密封箱式多用炉，在炉温升温达到915℃±5℃时进炉，等到炉温达到渗碳工艺温度时，保持碳势不低于0.5％，均温10min之后，再进行渗碳。这样，使工件表面和心部温度接近一致后再进行渗碳，增加了渗碳均匀性。

2.渗碳过程中提高渗碳温度，加大碳势，缩短渗碳时间，有利于减少十字轴表面非马氏体，并且降低了生产成本。

3.提高淬火温度，并在淬火温度保持时间内通入4-6ml/min的氨气，提高了十字轴的淬透性、淬硬性，淬火后转变充分，残余奥氏体减少，马氏体均匀细化，等级提高。

4.渗碳层有适量残余奥氏体和少量碳化物，而且碳化物形态和分布良好，心部具有40HRC的硬度，这使十字轴具有很好的强韧性、耐磨性和抗疲劳性能。